光伏发电站能效分析论文_曹国臣

光伏发电站能效分析论文_曹国臣

摘要:随着科技的进步,新能源发电技术已成为了解决环境污染,满足全球能源需求的最有效的手段。光伏发电作为新能源发电的主要形式,受到了前所未有的关注。影响光伏发电站系统效率以及电站收益的因素很多,直流电缆的损耗就是其中一个重要的组成部分。本文对直流线损产生的原因、影响因素进行了总结,并对直流线损的测量方法进行了探讨。

关键词:失谐损失;倾斜角;遮挡效应;温度效应

1引言

直流侧能效损失主要包括:匹配失谐损失、阵列的倾斜角、间距损失、遮挡效应、温度效应和直流侧电缆线损等,使这些损失降到最低,光伏阵列输出的能效达到最大。

2匹配失谐损失

光伏组件功率“1+1<2”即300Wp+300Wp<600Wp,因为光伏组件电流具有恒流特性, 组件串联后“就小不就大”即“木桶效应”,所以必须选择电流一致性好的组件串联,选择电压一致性较好的串组并联。

3光伏阵列的倾斜角

光伏阵列的倾斜角,正常情况下倾斜角选本地的纬度或偏小1~5度。在10°以下时(如屋顶结合型),由于角度太小得不到降雨自动清洗的效果,在太阳能电池组件下部周围会残留污渍,这种情况必须人工清洗。在积雪地带,设定45°以上的角度,能够使20~30cm 厚的积雪靠自重滑落。由于地理环境等原因造成光伏阵列的倾角和当地的纬度有一定的差异, 造成光伏阵列输出效率变低。

4遮挡损失(遮蔽效应)

光伏阵列由许多串联电池串并联组成,组件阵列的结构会与阳光发生干涉,导致有的部分被遮挡。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在一个较长的电池串中,如果某个组件被完全遮挡或是部分遮挡,就没有了电压或是电压降低,然而由于它与所有其它运行在阳光条件下的光伏组件仍然串联在一起,所以还是要承载电流。由于电压减小,被遮挡的组件就不能发出全功率,同时也会影响同一组串的其它组件的正常工作。相反,它表现为负载,产生局部损失和发热。组件串中的其它组件必须工作在更高的电压,以弥补被遮挡电池的失压。

在正常的组件中,更高的电压意味着更低的电流,这样就造成更大的功率损失。通常用于消除遮挡损失的方法,是将一定长度的组件单元用旁路二极管分为几部分。跨接在被遮蔽的二极管只将该部分旁路,这使得组件串电压和电流按比例损失,而不会损失更多的功率,以提高能率。

5温度损失

由太阳能电池的特性知,温度越高,电压越低。根据经验和推理知, 工作温度比参考温度每升高1℃, 组件的输出电压降低0.5%。由于电流的增加远远小于电压减少,因此高温时会引起功率损失。

6直流侧电缆线损

直流侧电缆分为两种,一级汇流电缆和二级汇流电缆。由于一级汇流时电流不大,但数量多,为了减少损失,选择可选择增大电缆的截面积,但更应综合经济因素;二级汇流电流较大,损耗不可避免,减少这种损耗的方法目前有两种,其一是增大电缆的导体截面积,使电缆电阻变小,其二就是减小电缆长度,合理分布汇流盒与汇流箱的位置。这样有利于减小直流侧电缆线损。

7交流线缆损耗

大型光伏电站交流侧电流大,损耗自然会产生,减少损耗的方法有,其一增大导线截面积,其二提升输送电压,如0.4kV升到10kV,或将10kV升至35kV.这样有利于减小交流线传输过程中的损耗。

8结论

从以上的分析可见,任何一个环节的损耗对于光伏并网电站的损失都是巨大的,应使每一个环节的损耗降到最低。下面是并网光伏电站实际使用中的全效率图。目前全效率最差70%,最好90%。

论文作者:曹国臣

论文发表刊物:《中国电业》2019年17期

论文发表时间:2019/12/17

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